Elastische Registrierung mit weichen Landmarken

Ziele: Zur Auswertung dynamischer Daten (MRT, CT) ist die Registrierung ein wichtiger Vorverarbeitungsschritt. Mittels Optimierungsprozess werden zu verschiedenen Zeiten aufgenommene Bilddaten durch eine Transformation über ein Ähnlichkeitsmaß in Übereinstimmung gebracht. Durch „falsche“ Initialparameter kann der Optimierungsprozess in einem ungewünschten lokalem Optimum terminieren. Durch die Integration von Anwenderwissen können die Initialparameter angepasst werden. In diesem Beitrag werden B-Splines als elastische Transformation, Mutual Information als Ähnlichkeitsmaß und der Simplex-Algorithmus als Optimierungsverfahren verwendet. Die Initialparameter des Optimierungsprozesses werden durch interaktiv definierte Landmarken so konfiguriert, dass lokale Merkmale in verschiedenen Bildern von Beginn an aufeinander abgebildet werden. So wird eine genauere Korrektur dieser Bereiche erreicht. Dazu wird hinter dem zu korrigierenden Bild ein rechtwinkliges Gitter für die Stützstellen der B-Splines initialisiert. Weiche Landmarken können dann als Punkte im Referenzbild und im zu registrierenden Bild interaktiv gesetzt werden. Über Modifikation der ihnen am nächsten liegenden Stützstellen der B-Splines werden die Landmarken unmittelbar in Übereinstimmung gebracht. Mit diesen modifizierten Stützstellen als Initialparameter wird die Registrierung durchgeführt. Die weichen Landmarken geben dem Optimierungsprozess eine Vorgabe, so dass zum einen zwar Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Landmarken ausgeglichen werden, zum anderen aber Landmarken nicht zwingend aufeinander bewegt werden. An MR-Mammographien wurde gezeigt, dass die mit Landmarken modifizierte Registrierung in Bereichen von markierten Merkmalen (Gefäßen) genauere Ergebnisse erreichte als mit nicht korrigierten Initialwerten. Die Qualität der elastischen Registrierung wurde dennoch auf dem gesamten Bild erhalten.

Korrespondierender Autor: Koenig M

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Key words

Registrierung - Landmarken - Mutual Information